[发明专利]一种基于磁流变-射流电沉积原理的曲面加工装置及其方法

权利要求书

1.一种基于磁流变-射流电沉积原理的曲面加工装置，其特征在于，包括数控工作台模块、抛光轮及其传动模块、喷嘴系统、循环模块和磁场发生模块。

2.根据权利要求1所述的一种基于磁流变-射流电沉积原理的曲面加工装置，其特征在于，所述包括数控工作台模块包括可实现X向和Y向数控运动的工作台和龙门立柱，其曲面型工件通过锁紧装置和摆动模块装夹在龙门立柱上；

抛光轮及其传动模块由抛光轮和传动装置两部分组成，均安放在机床工作平台，抛光轮尺寸由喷嘴与阴极距离调节确定，抛光轮和工件之间要形成一个可调间隙，传动装置调节抛光轮转速，保证抛光轮的平稳转动；

磁场发生模块由铁芯，线圈和可控电源组成，通过电流调节磁场的强度，磁场发生模块为对称配置，放置在抛光轮两侧；

喷嘴系统采用工程塑料制成，由阳极腔和喷嘴两部分组成，阳极腔的下端密封垫圈和密封盖固定密封，中间固定有阳极棒，上端通过连接管与喷嘴相连，

工作状态下工作液从阳极腔进液口流入从喷嘴喷出，喷嘴向上延长方向应与抛光轮曲面切面方向重合，保证喷射出工作液与抛光轮曲面重合，喷嘴安装在工作台喷嘴旋转支架导轨上，可自由调节喷嘴的入射角度，并可沿导轨调节喷嘴与抛光轮的距离以改变工作液束流长度；

循环模块由工作液收集器、工作液回收罐、泵体、调速阀组成，抛光轮侧面装有工作液收集器，主要用于收集发生沉积并抛光后的工作液，收集器回收后将磁流变液又送回回收罐中重新进行搅拌、过滤，保证抛光区的工作液的均匀性，使抛光能够稳定进行。

3.根据权利要求2所述的一种基于磁流变-射流电沉积原理的曲面加工装置，其特征在于，所述工作液为电解质及磁流变液成分构成，电解液的成分为普通酸性镀铜或镀镍溶液，磁流变液主要成分包括羰基铁粉，金刚石颗粒，羧甲基纤维素钠，溶质为蒸馏水，以上成分经充分溶解、搅拌在室温下制成。

4.一种基于磁流变-射流电沉积原理的曲面加工方法，其特征在于，包括如下方法：

抛光轮进行定向旋转，其旋转切线方向与工作液接触方向设为同向；

启动磁场发生装置，形成磁流变状态的必要磁场；

启动泵，使工作液从喷嘴斜向上喷射到抛光轮外缘表面，流经抛光轮与工件形成的工作间隙；

加载输入的数控程序，其功能范围应使抛光轮磨头的运动轨迹覆盖整个待加工工件表面；

启动电源，使阳极棒接通正极，工件接通负极；

工作液中在沿着抛光轮流至阴极位置时，其中的电解液与磁流变液分流，金属阳离子接负电在阴极上沉积结晶；

磁流变液在通过工作间隙之后，流入回收装置，进入工作液回收罐，并经泵输送经管道再次送入阳极腔；

在抛光轮与工件加工面间隙处，磁场产生缎带突起形成“柔性抛光膜”，对工件材料进行微观整平去除，达到抛光的目的，通过调节电流大小可以控制“柔性抛光膜”的形状、大小和硬度等特征，以及数控程序中调整工件与抛光轮的间隙以实现微小区域的抛光，提高抛光精度和表面质量，最终在曲面表面形成高质量均匀涂层。

5.根据权利要求4所述的一种基于磁流变-射流电沉积原理的曲面加工方法，其特征在于，所述的工艺参数：圆形喷嘴口径2mm，喷嘴与阴极距离为2-5mm，电流密度200-500A/dm2，工作液流速5-10m/s。